碳/碳复合材料工藝技術装备及应用

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上海大學复合質料钻研中間钻研員 任慕苏

看似全金属包裹的导弹會和纺织范畴有交集？谜底是必台北借錢,定的，不但如斯，作為导弹配套的關头部位的關头質料——碳/碳喉衬質料凭仗其显著的材質上风為我國國防、航天奇迹的成长作出了首要進献。

碳/碳复合質料工藝技能設备及利用項目標第一完成人孙晋良院士認為，跟着我國航天奇迹的成长和國度對型号成长的需求，碳/碳質料作為直接為國度重點计谋战術导弹配套的關头部位的關头質料，它的利用将進一步扩展。與此同時，碳/碳質料可作為機器密封、轴承等耐磨質料，用于高暖和污染等卑劣工况場所。

冲破西方技能壁垒

鞭策喉衬質料成长

主持人：您研制的碳/碳質料重要利用在哪些范畴？请您简略先容一下碳/碳复合質料這個項目。

孙晋良：咱们項目研制的碳/碳質料重要為我國國防兵工及航天工業用新一代固體火箭發念头（SRM）配套，同時還将用于高温密封和轴承等。碳/碳复合質料以聚丙烯腈預氧化纤维（PANOF）总體毡為預制件，采纳化學气相浸透（CVI）和树脂浸渍复合工藝制备而成，具备高比强度、耐烧蚀、抗热震打击、抗冲洗、耐高温、耐磨损等機能等一系列特色。咱们對碳/碳質料CVI工藝進程举行了仿真摹拟，钻研了碳/碳質料CVI工藝進程的影响身分及纪律，優化了CVI工藝。该項目完成為了專用節制軟件的研發，在海内该范畴率先将由PC-PLC二级節制的技能利用于碳化及CVI工藝，實現了CVI工藝和碳化工藝的计较機主動節制。它的工藝先辈靠得住，產物質量不乱，具备立异性，整體程度到达國際先辈。

该項目標钻研功效——碳/碳質料為國防兵工及航天工業用固體火箭發念头的成长供给了新型喷管喉衬質料，促成了固體火箭發念头的成长，為我國的航天奇迹和國防兵工扶植作出了首要進献，社會效益很大。

主持人：碳/碳复合質料的重要特色有哪些？该項目又有哪些立項布景？

孙晋良：碳/碳复合質料是用碳纤维加强碳基體的一種高技能新質料，它具备優秀的抗烧蚀性、抗热震性、高比强度、高比模量及高温機能不乱等一系列特色。

在固體火箭發念头（SRM）中，喷管喉部的烧蚀状况最為卑劣，是以，必需采纳具备杰出耐烧蚀減肥食品,和抗冲洗機能的喷管喉衬質料来抵抗严格的烧蚀情况。喉衬質料履历了难熔金属、陶瓷、石墨、纤维加强塑料等一系列質料的前進，知足了初期各個分歧汐止通馬桶,阶段SRM成长的必要。

碳/碳复合質料的突起，鞭策了喷管喉衬質料的更新换代，美、法、俄等國度耗费了巨資举行碳/碳喷管新質料、新工藝及新布局的钻研，泰西推出了碳纤维多向编织技能、高压液相浸渍工藝及CVI工藝，并操纵這些法子制患了高密度的3D、4D碳/碳总體式喉衬—進口段和总體式喉衬—扩大段等。今朝，碳/碳質料已成為先辈SRM遍及采纳的質料。

任慕苏：碳/碳喉衬是SRM中的關头部件，在SRM事情進深坑通水管,程中，碳/碳喉衬經受着3000K以上的高暖和含有固體粒子的高速燃气流的冲洗。在這類严格的烧蚀情况下，碳/碳喉衬必需能抵抗高温、高压和固體粒子的冲洗，并連结低的烧蚀率和平均杰出的烧蚀形状。

1976年之前，碳/碳質料作為洲際导弹弹头端头帽和SRM喷管喉衬的候選質料，基于碳/碳質料的首要性，美國及其他西方國度的很多钻研功效都是严酷保密。以是，只有經由過程自立研發才能知足我國固體火箭發念头對喉衬質料的需求。

利用于多種型号SRM

機能已达國際程度

主持人：關于碳/碳質料的钻研國表里都有很多存眷，與當前國表里同類技能重要参数比拟，该項目有哪些竞争上风？

孙晋良：因為碳/碳复合質料的預制體布局和致密工藝的分歧，其機能可在很宽的范畴内變革。按照現實必要，經由過程設計布局和節制组分可获得适合的機能。其預制體布局是碳/碳复合質料實現機能可設計性的根本。今朝，外洋在航天上面级SRM、地地计谋导弹SRM、潜地计谋导弹SRM、先辈战術导弹SRM、運载火箭大型助推器等五個系列的所有SRM中，几近全数采纳3D、4D碳/碳喉衬質料。

外洋碳/碳喉衬質料多為三向或多向碳/碳复合質料，而本項目研制的以总體毡為預制體的碳/碳喉衬質料，外洋无同類質料，是以没法比力总體毡碳/碳質料機能。經由過程咱们研制的总體毡碳/碳和三向碳/碳喉衬質料和外洋碳/碳喉衬質料機能比拟，咱们的三向碳/碳喉衬質料機能已到达同類質料的國際先辈程度。

主持人：作為军用及航天設备，该項目標經濟和社會效益有哪些？

任慕苏：因為碳/碳复合質料用于國防及航天奇迹，其直接經濟效益难以估算。國庆60周年阅兵式上展現了碳/碳喉衬配套的导弹。碳/碳复合質料為國防兵工及航天工業用固體火箭發念头的成长供给了新型喷管喉衬質料，促成了固體火箭發念头的成长，為我國的航天奇迹和國防兵工扶植作出了首要進献，取患了庞大的社會效益。（中國纺织報）